天问|奔向火星！天问一号顺利完成深空机动
采访人员昨晚从国家航天局获悉，2020年10月9日23时，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器主发动机点火工作480余秒，顺利完成深空机动。
“天问一号”探测器的轨道设计，综合考虑了从发射到火星捕获的各种约束条件，并使推进剂消耗尽可能小，采取了转移过程中进行一次深空机动的策略。
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中国航天科技集团五院轨道设计团队介绍，与地月空间飞行的嫦娥系列探测器不同，“天问一号”火星探测器在行星际航行，发射升空三天后就已经彻底脱离了地球的引力场，其后一直在地火转移轨道上高速奔驰。探测器会受到入轨偏差、控制偏差等因素的影响，出现一些微小的误差，进而与预定轨道产生一定的偏离。
为了实现“天问一号”火星探测器从地球到火星的顺利转移，五院技术人员在“天问一号”火星探测器飞行的旅途中，设计了多次修正和一次深空机动。此次深空机动主要是调整探测器绕日轨道的尺寸和倾角，对误差进行修正，让探测器飞行的轨道达到设计要求。可以说，此次深空机动意义重大，对后续任务的顺利开展极为关键。为了确保深空机动又稳又准，五院轨道设计团队做了大量的分析、仿真，对不同参数进行了比较，并在飞控实施中精准操作，不断优化工作流程，确保了此次深空机动的成功实施。
采访人员了解到，深空机动后，“天问一号”火星探测器将会保持一段平稳飞行，将在当前轨道飞行约4个月后与火星交会，其间还将实施两到三次轨道中途修正。
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航天科技人员在现场工作
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“天问一号”探测器首次深空“自拍”
深空机动四大看点
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什么是深空机动
深空机动是指在地火转移段实施的一次变轨机动。中国航天科技集团八院火星环绕器团队专家告诉采访人员，通过深空机动可以改变探测器原有的飞行速度和方向，使其能够沿着变轨后的轨道顺利飞行至火星。
专家介绍，执行深空机动是运载火箭入轨弹道和地火转移轨道联合优化的结果，能够提升运载的发射能力、增加探测器的发射质量，使探测器可以携带更多的推进剂，更好地完成探测任务。
此前，“天问一号”已完成两次轨道中途修正。专家表示，与速度增量较小、发动机工作较短的常规中途修正不同，深空机动过程中，探测器由发射入轨的逃逸转移轨道变轨为精确到达火星的轨道，速度增量大、发动机工作时间长，对探测器控制和推进系统提出了极高要求。
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如何实现深空机动
执行深空机动任务需要飞行控制团队根据预定到达火星时间、轨道参数与即时测控定轨参数制定深空机动变轨策略，完成对应的探测器姿态和轨道控制，确保探测器在深空机动后处于与火星精确相交的轨道上。
“‘天问一号'在跑，地球在跑，火星也在跑。目前‘天问一号'已经距离地球超过2900万公里，我们互相之间的时延已经比较大了，所以很多动作都要靠我们事先设计和探测器自己完成，这些都具有难度和挑战。”我国首次火星探测任务“天问一号”探测器副总指挥张玉花说。
为了完成地面测控的精密定轨和探测器上精确自主的轨道控制，此次深空机动中，地面对探测器的定轨任务由我国深空测控站和天文台共同完成，准确保证了探测器变轨的精密定轨需求。为了能够精确自主控制轨道，火星环绕器装备了具备故障识别与自主处理能力的计算机，充分保证了轨道控制的精度和可靠性。
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对火星探测好处多
据悉，通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制，不但成功增加了探测器的推进剂携带量，还实现了三方面目标。
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